CN105786740B - 一种USBKey - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种USBkey，属于安全认证技术领域。所述USBkey包括USBkey芯片(1)和USBKey接口，所述USBKey接口包括USB接口(2)和非USB接口(3)，所述USBKey还包括用于判断USBKey的工作模式的工作模式判断模块(4)和用于根据USBkey的工作模式连通USBKey芯片(1)与所述工作模式对应的USBkey接口的接口切换模块(5)，工作模式判断模块(4)和接口切换模块(5)分别与USBkey芯片(1)连接的。该USBKey实现了USBKey芯片与不同USBKey接口之间的连通切换，节约了USBKey芯片即MCU的输入输出管脚，节约了硬件资源。

Description

一种USBKey

技术领域

本发明涉及安全认证设备领域，具体涉及一种USBkey。

背景技术

USB Key(以下简称U盾)，是一种被网络银行用户广泛使用的保障用户账户安全的身份认证设备。目前该种设备已经越来越广泛地应用于网上银行、电子商务等需要进行身份认证的场合。

传统U盾由于采用单一USB通讯接口应用于PC等个人电脑上，故被称作为U盾。近年来随着移动互联网的飞速发展，越来越多的移动设备(如手机、平板电脑等)成为U盾新的应用环境，而有些设备上不一定具有标准的USB接口，传统的U盾已经不能够满足人们的需求。为了解决这种问题，U盾功能被拓展了更多的通讯接口，如蓝牙接口、音频接口、NFC接口等。为了实现多功能U盾的多种接口方式，需要分别建立不同接口与USB Key芯片的连接，这就需要U盾上具有更多的输入输出端口，即I/O端，会消耗更多的硬件资源，例如，具有音频接口和USB接口的U端，音频接口与USB Key芯片之间需要有对应的输入输出端口，USB接口与USB Key芯片之间需要有对应的输入输出端口，如图1所示。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种USBkey，通过该USBkey能够节约硬件资源。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种USBkey，包括USBkey芯片和USBKey接口，所述USBKey接口包括USB接口和非USB接口，所述USBKey还包括用于判断USBKey的工作模式的工作模式判断模块和用于根据USBkey的工作模式连通USBKey芯片与所述工作模式对应的USBkey接口的接口切换模块，工作模式判断模块和接口切换模块分别与USBkey芯片连接的。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述USBkey的工作模式包括USB工作模式和非USB工作模式,所述USB工作模式是指USBKey通过USB接口与外部终端设备连接；所述非USB工作模式是指USBKey通过非USB接口与外部终端设备连接。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述工作模式判断模块包括：

USB接口监控单元，用于监控USB接口中是否有数据传输；

工作模式判断单元，用于根据USB接口监控单元的监控结果判断USBKey的工作模式，若USB接口中有数据传输，则判断USBKey的工作模式为USB工作模式，否则为非USB工作模式；

判断结果发送单元，用于将USBKey的工作模式的判断结果发送到USBKey芯片。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述工作模式判断模块包括电压分压单元，所述电压分压单元的输入端与USB接口连接，输出端与USBKey芯片连接。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述电压分压单元包括串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻接地，第二电阻的一端与USB接口连接、另一端与USBKey芯片连接。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述的接口切换模块包括：

信息接收单元，用于接收USBkey芯片发送的USBkey的工作模式信息；

接口切换单元，用于根据所述USBkey的工作模式连通USBKey芯片与所述工作模式对应的USBkey接口。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述的接口切换模块包括双刀双掷模拟开关，双刀双掷模拟开关的第一数据发送引脚与USB接口连接，第二数据发送引脚与非USB接口连接，开关切换控制引脚与USBKey芯片输出口连接，数据传输管脚与USBKey芯片的数据端口连接。

可选的，如上所述的一种USBkey，所述双刀双掷模拟开关为SGM7228双刀双掷模拟开关。

可选的，如上所述的一种USBKey，所述非USB接口为音频接口、蓝牙接口或NFC接口。

本发明的有益效果在于：本发明所述的USBkey，实现了USBKey芯片与不同USBKey接口之间的连通切换，节约了USBKey芯片即USBKey的MCU的输入输出管脚，节约了硬件资源。

附图说明

图1为现有多功能USBKey的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种USBKey的结构示意图；

图3为本发明实施例中工作模式判断模块的一种实现方式示意图；

图4为本发明实施例中接口切换模块与USBKey芯片的一种连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图2示出了本发明实施例中提供的一种USBKey的结构示意图，由图中可以看出，该USBkey主要包括了USBKey芯片1即USBKey的微控制单元MCU，以及用于USBKey与外部终端设备实现连接的USBKey接口，其中，USBKey接口包括USB接口2和非USB接口3，当USBKey通过USB接口2与外部终端设备连接时，USBKey的工作模式为USB工作模式，当USBKey通过非USB接口3与外部终端设备连接时，USBKey的工作模式为非USB工作模式。其中，所述非USB接口可以是蓝牙接口、音频接口或者NFC接口等。

本实施例中，所述外部终端设备指的是能够与USBKey通过USB接口2或非USB接口3连接、并能够与USBKey芯片1进行数据交互的终端设备，该设备包括但不限于PC以及能够实现类PC功能的其它智能设备，如还可以是能够与USBKey通过非USB接口3连接的智能手机等等。所述USBKey芯片1指的是USBKey的主芯片，即USBKey的MCU。

由图2可以看出，本实施例中，所述的USBKey还包括一工作模式判断模块4和一接口切换模块5，所述工作模式判断模块4用于判断USBKey的工作模式，所述接口切换模块5用于根据USBkey的工作模式连通USBKey芯片与所述工作模式对应的USBkey接口。具体的，当USBKey处于USB工作模式时，所述接口切换模块5控制USBKey芯片1的输入输出口与USB接口2连接，当USBKey处于非USB工作模式时，所述接口切换模块5控制USBKey芯片1的输入输出口与非USB接口3连接。USBKey芯片1的输入输出口指的是USBKey芯片的I/O接口。

所述的工作模式判断模块5可以采用不同的实现方式，本实施例中提供了以下三种方式：

第一种，所述工作模式判断模块4包括：

USB接口监控单元，用于监控USB接口中是否有数据传输；

工作模式判断单元，用于根据USB接口监控单元的监控结果判断USBKey的工作模式，若USB接口中有数据传输，则判断USBKey的工作模式为USB工作模式，否则为非USB工作模式；

判断结果发送单元，用于将USBKey的工作模式的判断结果发送到USBKey芯片1。

该方式，通过监测USB接口2中是否数据传输来判断USBKey是否为USB工作模式，当USBKey是通过USB接口2与外部终端设备(如PC)连接时，外部终端会为USBKey提供电源，外部终端设备一旦获悉有新设备连接上来，就会对接入的USBKey进行USB枚举，在枚举过程中，USB接口2中就会有数据指令传输，因此可以通过监测USB接口2中是否有指令传输来确定USBKey是否在USB工作模式。

第二种，如图3所示，所述工作模式判断模块4包括电压分压单元，所述电压分压单元的输入端与USB接口2连接，输出端与USBKey芯片1连接。其中，所述电压分压单元的一种实现方式是：包括串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻接地，第二电阻的一端与USB接口2连接、另一端与USBKey芯片1连接。

采用该方式，USBKey芯片1可以通过电压分压单元是否有电压输出来判断USBKey是否为USB工作模式，当USBKey是通过USB接口2与外部终端设备连接时，USBKey芯片的工作电压是由外部终端设备通过USB接口2提供的，因此，如果电压分压单元上有电压输出则可以判断USBKey是在USB工作模式下，反之为非USB工作模式。

本实施例中，所述的接口切换模块5包括信息接收单元和接口切换单元。

信息接收单元，用于接收USB key芯片发送的USBkey的工作模式的信息；

接口切换单元，用于根据所述USBkey的工作模式，连通USBKey芯片与所述工作模式对应的USBkey接口。

其中，所述接口切换模块5可以采用集成芯片的方式来实现，如采用双刀双掷模拟开关，此时，双刀双掷模拟开关的第一数据发送引脚与USB接口2连接，第二数据发送引脚与非USB接口3连接，开关切换控制引脚与USBKey芯片1输出口连接，数据传输管脚与USBKey芯片1的数据端口连接。所述数据发送引脚指的是双刀双掷模拟开关公共触点之外的四个触点，其中一对触点与USB接口2的数据输入输出端连接，另一对触点与非USB接口3的数据输入输出端连接。

如图4所示，是采用型号为SGM7228YWQ10G_TR的集成芯片作为本实施例中双刀双掷开关的电路示意图，图中四个HSD引脚为集成芯片的数据发送引脚，第一数据发送引脚HSD1+和HSD1-与USB接口2的数据线端连接，第一数据发送引脚HSD2和HSD2与非USB接口3的数据线端连接；图中的D+、D-引脚为芯片的数据传输引脚，与USBKey芯片1的数据传输端口连接，图中的S引脚为芯片的开关切换控制引脚即模式选择管脚MODE-SEL，该引脚与USBKey芯片1的电压输出端Output。在工作过程中，USBKey芯片1根据接收到的工作模式判断模块4的不同结果控制其电压输出端Output输出不同的电压，集成芯片的S引脚接收到该电压后，控制是HSD1引脚与USB接口2连接，还是控制HSD2引脚与非USB接口3连接。上述引脚的“+”、“-”只是用于表示引脚的两个不同端口，一个是正接口、一个负接口。

例如，USBKey为USB工作模式时，USBKey芯片1控制其电压输出端Output输出高电压，集成芯片的S引脚接收到高电压后，控制其HSD1引脚与USB接口2连接，实现了USB接口2与USBKey芯片1的连接；当USBKey为非USB工作模式时，USBKey芯片1控制其电压输出端Output输出低电压，集成芯片的S引脚接收到低电压后，控制起HSD2引脚与非USB接口连接，实现了非USB接口3与USBKey芯片1的连接。

需要说明的是，图4中集成芯片SGM7228YWQ10G_TR的其它引脚以及相关部件(如图中的电容C)的连接方式，对于本领域技术人员来说都是公知的，如OE引脚为输出使能端，不再一一描述。所述的接口切换模块5包括但不限于上述列举的形式，本领域技术人员可以根据需要采用上述或者其它具有上述切换功能的实现方式。此外，一个完整的USBKey除了包括本实施例中所描述的USBkey芯片(USBKey的主芯片)、USBkey接口等上述各部件外，还包括一些其它的USBKey不可缺少的部件，如显示屏、电源等，而这些部件对于本领域技术人员来说都是公知的，在此也不再一一列举描述。

本发明实施例中所提供的USBKey，能够解决多功能USBKey需要多个USBKey芯片具备多个输入输出口即I/O管脚所造成的资源浪费问题，在USBKey同时具备USB接口与非USB接口时，USBKey芯片也只需要一对I/O管脚即可，有效节约了硬件资源。

显然，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种USBkey，包括USBkey芯片(1)和USBKey接口，所述USBKey接口包括USB接口(2)和非USB接口(3)，其特征在于，所述USBKey还包括用于判断USBKey的工作模式的工作模式判断模块(4)和用于根据USBkey的工作模式连通USBKey芯片(1)与所述工作模式对应的USBkey接口的接口切换模块(5)，工作模式判断模块(4)和接口切换模块(5)分别与USBkey芯片(1)连接的；

所述工作模式判断模块(4)包括：

USB接口监控单元，用于监控USB接口(2)中是否有数据传输；

工作模式判断单元，用于根据USB接口监控单元的监控结果判断USBKey的工作模式，若USB接口中有数据传输，则判断USBKey的工作模式为USB工作模式，否则为非USB工作模式；

判断结果发送单元，用于将USBKey的工作模式的判断结果发送到USBKey芯片(1)；

所述工作模式判断模块(4)包括电压分压单元，所述电压分压单元的输入端与USB接口(2)连接，输出端与USBKey芯片(1)连接，所述电压分压单元包括串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻接地，第二电阻的一端与USB接口(2)连接、另一端与USBKey芯片(1)连接；

所述的接口切换模块(5)包括：

信息接收单元，用于接收USBkey芯片(1)发送的USBkey的工作模式信息；

接口切换单元，用于根据所述USBkey的工作模式连通USBKey芯片(1)与所述工作模式对应的USBkey接口。

2.根据权利要求1所述的一种USBkey，其特征在于，所述USBkey的工作模式包括USB工作模式和非USB工作模式,所述USB工作模式是指USBKey通过USB接口(2)与外部终端设备连接；所述非USB工作模式是指USBKey通过非USB接口(3)与外部终端设备连接。

3.根据权利要求2所述的一种USBKey，其特征在于：所述的接口切换模块(5)包括双刀双掷模拟开关，双刀双掷模拟开关的第一数据发送引脚与USB接口(2)连接，第二数据发送引脚与非USB接口(3)连接，开关切换控制引脚与USBKey芯片(1)输出口连接，数据传输管脚与USBKey芯片(1)的数据端口连接。

4.根据权利要求3所述的一种USBKey，其特征在于：所述双刀双掷模拟开关为SGM7228双刀双掷模拟开关。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种USBKey，其特征在于：所述非USB接口(3)为音频接口、蓝牙接口或NFC接口。